Python 閉包的使用方法

嵌套函數中的非局部變量

在進入閉包之前，我們必須先了解一個嵌套函數和非局部變量。

在函數中定義另一個函數稱為嵌套函數。嵌套函數可以訪問包圍范圍內的變量。

在Python中，這些非局部變量只能在默認情況下讀取，我們必須將它們顯式地聲明為非局部變量(使用nonlocal關鍵字)才能進行修改。

以下是訪問非局部變量的嵌套函數的示例。

            
def print_msg(msg):
# This is the outer enclosing function

  def printer():
# This is the nested function
    print(msg)

  printer()

# We execute the function
# Output: Hello
print_msg("Hello")


          

可以看到嵌套函數printer()能夠訪問封閉函數的非局部變量msg。

定義閉包函數

在上面的例子中，如果函數print_msg()的最后一行返回printer()函數而不是調用它，會發生什么？ 如該函數定義如下 -

            
def print_msg(msg):
# This is the outer enclosing function

  def printer():
# This is the nested function
    print(msg)

  return printer # this got changed

# Now let's try calling this function.
# Output: Hello
another = print_msg("Hello")
another()


          

這樣是不尋常的。

print_msg()函數使用字符串“Hello”進行調用，返回的函數被綁定到另一個名稱。 在調用another()時，盡管我們已經完成了print_msg()函數的執行，但仍然記住了這個消息。

一些數據(“Hello”)附加到代碼中的這種技術在Python中稱為閉包。

即使變量超出范圍或函數本身從當前命名空間中刪除，也會記住封閉范圍內的值。

嘗試在Python shell中運行以下內容以查看輸出。

            
>>> del print_msg
>>> another()
Hello
>>> print_msg("Hello")
Traceback (most recent call last):
...
NameError: name 'print_msg' is not defined

          

什么時候閉包？

從上面的例子可以看出，當嵌套函數引用其封閉范圍內的值時，在Python中有使用了一個閉包。

在Python中創建閉包必須滿足的標準將在以下幾點 -

• 必須有一個嵌套函數(函數內部的函數)。
• 嵌套函數必須引用封閉函數中定義的值。
• 閉包函數必須返回嵌套函數。
  

何時使用閉包？

那么閉包是什么好的？

閉包可以避免使用全局值并提供某種形式的數據隱藏。它還可以提供面向對象的解決問題的解決方案。

當在類中幾乎沒有方法(大多數情況下是一種方法)時，閉包可以提供一個替代的和更優雅的解決方案。 但是當屬性和方法的數量變大時，更好地實現一個類。

這是一個簡單的例子，其中閉包可能比定義類和創建對象更為優先。

            
 
def make_multiplier_of(n):
  def multiplier(x):
    return x * n
  return multiplier

# Multiplier of 3
times3 = make_multiplier_of(3)

# Multiplier of 5
times5 = make_multiplier_of(5)

# Output: 27
print(times3(9))

# Output: 15
print(times5(3))

# Output: 30
print(times5(times3(2)))


          

Python中的裝飾器也可以廣泛使用閉包。值得注意的是，可以找到封閉函數中包含的值。

所有函數對象都有一個__closure__屬性，如果它是一個閉包函數，它返回一個單元格對象的元組。 參考上面的例子，我們知道times3和times5是閉包函數。

            
>>> make_multiplier_of.__closure__
>>> times3.__closure__
(
            
              ,)
            
          

單元格(cell)對象具有存儲閉合值的屬性：cell_contents。

            
>>> times3.__closure__[0].cell_contents
3
>>> times5.__closure__[0].cell_contents
5


          

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